126 沖孔落料拉深復(fù)合模,沖孔,落料拉深,復(fù)合 學(xué)校代碼：10410序 號(hào)：20055015本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 沖孔落料拉深復(fù)合模 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 黃學(xué)亮 學(xué) 號(hào)： 20055015 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 機(jī) 制 051 指導(dǎo)教師： 吳彥紅 - 1 -- 1 - 二 OO 九 年 五 月沖孔落料拉深復(fù)合模目 錄前言 ·1．設(shè)計(jì)課題·········································11．1 設(shè)計(jì)任務(wù)書···································22． 工藝方案分析及確定····························32．1 件的工藝分析··································32．2 工藝方案的確定·······························42.3 沖壓件坯料尺寸的確定························42. 4 拉深次數(shù)的確定·····························42.5 排樣的確定·····································53.工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算··································73．1 沖裁的方式與沖壓力的計(jì)算···················73.1.1、沖裁方式與沖壓力的計(jì)算························73.1.2.力的計(jì)算·······································73.1.3、卸料力、推料力和頂件力的計(jì)算··················83.1.4、 壓力中心的計(jì)沖孔落料拉深復(fù)合模- 1 - 算·······························93．2 計(jì)算各主要零件的尺寸·······················93.2.1、計(jì)算落料凸、凹模的工作部分的尺寸·············103.2.2、計(jì)算拉深凸、凹模的刃口尺寸的確定·············113.2.4、凸凹模選材，熱處理及加工工藝過(guò)程·············113.2.5、條料寬度的設(shè)計(jì)·······························123.2.6、導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸為···························143.2.7、推桿的選材，熱處理工藝方案···················153.2.8、工藝方案如下·································153.2.9、模柄的確定···································153.2.10、沖壓設(shè)備的選用······························163.2.11、模具的閉合高度的計(jì)算························163.2.12、沖模模架的選用······························163.2.13 導(dǎo)向零件的選擇·····························173.2.14、定位零件的設(shè)計(jì)······························183.2.15、推桿與推板的設(shè)計(jì)····························183.2.16、壓邊圈的設(shè)計(jì)·······························243.2.17、固定方式的確定·····························243.2.18、凸模的固定·································243.2.19、凹模的固定································243.2.20、凸凹模的緊固·······························243.2.21、確定裝配基準(zhǔn)·······························24結(jié)束語(yǔ) ···········································23參考文獻(xiàn) ·········································24致沖孔落料拉深復(fù)合模- 2 - 謝···············································25前 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是機(jī)械專業(yè)一個(gè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過(guò)對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對(duì)模具從設(shè)計(jì)到制造的過(guò)程有個(gè)基本上的了解，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊(cè)的能力，能夠熟練的運(yùn)用CAD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。二是掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟,了解模具的加工工藝過(guò)程。本書是落料沖孔拉深模設(shè)計(jì)說(shuō)明書，結(jié)合模具的設(shè)計(jì)和制作，廣泛聽取各位人士的意見，經(jīng)過(guò)多次修改和驗(yàn)證編制而成。為了達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，本人通過(guò)查閱多方面的資料文獻(xiàn)，力求內(nèi)容簡(jiǎn)單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。其中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說(shuō)明。本書在編寫過(guò)程中得到了老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的大力幫助,在此表示衷心的感謝。由于本人是應(yīng)屆畢業(yè)生,理論水平有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，書中難免有不當(dāng)和錯(cuò)誤的地方，敬請(qǐng)各位老師與廣大讀者批評(píng)指正。1.2．設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)工件如圖1.1所示：沖孔落料拉深復(fù)合模- 3 - 圖1.1技術(shù)要求：1. 本產(chǎn)品為落料拉深件，2. 材料為08F，3. 厚度為1mm4. 工件對(duì)公差要求不高，5高度為5mm 6. 公差按IT14級(jí)制造。7. 工件外觀必須平順，8. 毛邊物等均需去除。模具的總體結(jié)構(gòu)草圖如圖1.2：沖孔落料拉深復(fù)合模- 4 - `圖1.22.工藝方案分析及確定2.1 零件的工藝分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)，就說(shuō)明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對(duì)的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對(duì)沖裁件工藝的實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析。零件尺寸公差無(wú)要求，故按IT14 級(jí)選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于該件外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工。材料為08F，厚度為1mm 沖孔落料拉深復(fù)合模- 5 - 2.2 工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。此副模具為生產(chǎn)該產(chǎn)品的第一道工序即落料拉深所用。產(chǎn)品最終成形還需要拉深模，正是由于考慮到零件拉深工藝的復(fù)雜性，若采取落料拉伸連續(xù)模，雖然、減少了產(chǎn)品的沖壓成形時(shí)間，但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求高，制造周期長(zhǎng)，制模成本高，加工也不方便。故不宜采用。該零件屬于中小批量生產(chǎn)，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀簡(jiǎn)單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造條件與沖壓設(shè)備，采用拉深復(fù)合模，模具制造周期短，價(jià)格低廉，工人操作安全，方便可靠。2.3 沖壓件坯料尺寸的確定坯料厚度t=1mm,材料為08F，根據(jù)零件尺寸，其相對(duì)高度為：03.175??dH根據(jù)零件的相對(duì)高度查表無(wú)需取修邊余量。坯料的直徑為：D= ??22 56.07.14rhd???依圖d=175mm. r=3mm. H=4.5mm代入公式得： D=193.8mm 2.4 拉深次數(shù)的確定坯料的相對(duì)厚度：m= %52.018.93???Dt零件的拉深系數(shù)：m= ..75??查表5-8，零件能一次拉深成形。沖壓件總坯料 mmD8.2.1935???總2.5 排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。沖孔落料拉深復(fù)合模- 6 - （１） 、沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或`板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用） ，與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無(wú)工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。（2） 、材料利用率衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為η=%10*hBAn（3.1 ）式中　　　　A——沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)） （mm 2） ；n——一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖件數(shù)目；B——條料寬度（mm） ；h——進(jìn)距（mm）.一張板料上總的材料利用率η ∑ 為：η∑ = %10*LAN式中　　　　N——一張板料上的沖件總數(shù)目； L——板料長(zhǎng)度（mm） ；A——板料寬度（mm） ；（3） 、搭邊排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：①件的尺寸和形狀。②材料的硬度和厚度。③排樣的形式（直排、斜排、對(duì)排等） 。④條料的送料方法（是否有側(cè)壓板） 。⑤擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式） 。搭邊值一般是由經(jīng)驗(yàn)再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算確定的。查表3—14得搭邊值： a=1.2mm, a 1=1.0mm 　　?。ā础蠢錄_模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)〉 〉 ）計(jì)算得：步距S=D+ 228.8+1=229.8mm?1a條料寬度：B=D+2a=228.8+2 1.2=231.2mm?板料擬訂選用： 30?當(dāng)采用橫排時(shí)：裁板條數(shù)： mn98.012.3/1余?每條個(gè)數(shù)： ??35402余?沖孔落料拉深復(fù)合模- 7 - 每板總個(gè)數(shù)： 個(gè)4821??n板的利用率： %.6530.4.8??當(dāng)采用縱排時(shí)：裁板條數(shù)： mn3.042.1/1余?每條個(gè)數(shù)： ??589302 余?每板總個(gè)數(shù)： 個(gè)521?板的利用率： %.7304..5???通過(guò)以上分析和計(jì)算得出采用橫排的利用率高。故采用橫排沖裁。以圖2.1的排樣形式為最佳方案。`圖2.13. 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算沖孔落料拉深復(fù)合模- 8 - 3.1 沖裁方式與沖壓力的計(jì)算3.1.1、沖裁方式與沖壓力的計(jì)算：當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁，必須適時(shí)的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。根據(jù)不產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工藝性能，本副模具頂板式順出件結(jié)構(gòu)。由于本模具采用順出件式模具沖裁，省去校平工序，既可滿足工件對(duì)平面度的要求，有能保證安全生產(chǎn)。3.1.2.力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計(jì)算：F=AΓ (3.1)式中，A為剪切斷面面積，Γ為板料的抗剪強(qiáng)度?？紤]到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強(qiáng)度τ為抗拉強(qiáng)度σ b的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計(jì)算：F=LTσb （3.2）式中 L -——沖裁輪廓的總長(zhǎng)度 (mm);t_______板料厚度(mm);σb ______板料的抗拉強(qiáng)度(MPa) 。經(jīng)查的取σb=325 （沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)）F=718.4×1.×325=215520N 3.1.3、卸料力、推料力和頂件力的計(jì)算由于影響卸料力、推加力和頂件力的因素很多，根本無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：沖孔落料拉深復(fù)合模- 9 - FQ1=K1F (N) （3.3）FQ2=K2nF (N) （3.4）FQ3=K3F (N) （3.5）式中 FQ1、 FQ2、FQ3——分別為卸料力、推加力和頂件力；K1 、K2 、K3——分別為卸料力系數(shù)、推加力系數(shù)和頂件力系數(shù)，其值見表1-1n——同時(shí)卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料數(shù)，n=h/t h為凹模直刃高度，t 為板厚；F——沖裁力（ N） ，按式（3.1）計(jì)算。表3.1如表3.1材料種類 板料厚度/mm K1 K2 K3鋼~0.1>0.1~0.5>0.5~2.5>2.5~6.5>6.50.06~0.0750.045~0.0550.04~0.05~0.03~0.040.02~0.030.10.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03黃銅、紫銅0.02~0.06 0.03~0.09鋁、鋁合金0.025~0.08 0.03~0.07查得K1=0.04 K2=0.05 K3=0.06卸料力FQ1=K1F=215520×0.04=8620.8N推件力FQ2=K2nF=215520×0.050×2=9900×2=21552NFQ3=K3F=0.06×215520=12931.2N沖孔落料拉深復(fù)合模- 10 - 3.1.4、 壓力中心的計(jì)算因?yàn)榇藞D形為對(duì)稱圖形,固它的壓力中心即重心就是此圖形的 對(duì)稱中心,即X=105mm,Y=0.53.1.5、 各工序壓力的計(jì)算拉深力：F=3.14d1tkσb=3.14×175×1×195×0.79= N4107.8?d:工序件直徑 t:板料厚度。查表得工件材料08的抗拉強(qiáng)度拉 深 材 料 的 抗 拉 強(qiáng) 度:b?修 正 系 數(shù)?1K MPb195??壓料力：????PrdDFAY224????=0.84 N410?: 凹模圓角半徑??mtdrA5.38.0???Ar小孔沖孔力： bKLTF?6沖= N6103.07.14. ??= N05小孔沖孔模卸料力： FKX?卸= 410.5?= N20小孔沖孔模推件力： nKF?推= 41.5?沖孔落料拉深復(fù)合模- 11 - = N4105.?大孔沖孔力： bKLTF??沖= N6103.048.3. ?= N18?小孔沖孔模卸料力： FKX?卸= 4108.= N72?小孔沖孔模推件力： nKF?推= 4108.5= N?3.1.6、壓力機(jī)的選用終上計(jì)算所知，因?yàn)檫x用的是彈性卸料結(jié)構(gòu)，所以總壓力為各壓力的總和。其中包括卸料力。故F =總 KFPYD301??在考慮各因素后，取安全系數(shù)0.7左右。3.2.計(jì)算各主要零件的尺寸3.2.1、計(jì)算落料凸、凹模的工作部分的尺寸 凸、凹模間隙值的確定：凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大的影響,所以應(yīng)選擇合理的間隙。沖裁間隙主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)字來(lái)采用，此工件的公差要求不高，可采用較大公差。查表2-9得 Zmin=0.105mmZmax=0.135mm非圓形比圓形間隙大，對(duì)于沖件精度低于IT14級(jí)，斷面無(wú)特殊要求的沖件，所以沖孔落料拉深復(fù)合模- 12 - 取 Z=0.120mm（１）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料前的尺寸處決于模，用減小凸模尺寸來(lái)保證合理間隙。（２）刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響，凸凹模應(yīng)取接盡沖裁件的最大極限尺寸。① 落料時(shí) 由《冷沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[2]查得 〈〈互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)〉 〉[4]查得 落料凸模與凹模的基本尺寸相同，基本尺寸為228.8mm 保證雙面間隙為0.12 考慮本成品零件的結(jié)構(gòu)形狀,本凹模采用圓形局凹模,其材料和凸模一樣為T10A,熱處理的硬度為58-- 2HRC內(nèi)形尺寸即半成品的外形.外徑D=240mm. 內(nèi)徑d=228.8mm. 長(zhǎng)度L=60. 刃口長(zhǎng)度l=6mm凹模的計(jì)算公式：d=?????40maxD??03.412.0858.2????X=0.5 -沖裁件制造公差落料凹模如圖3.1：圖3.1沖孔落料拉深復(fù)合模- 13 - 3.2.2、計(jì)算拉深凸、凹模的刃口尺寸的確定按拉深未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標(biāo)注外形尺寸，故拉深 的尺寸為 m074.15?拉深時(shí)的單邊隙的確定Z=（1~1.1）t=1~1.1mm 取Z=1mm拉深時(shí)的工作部分尺寸的確定凹模的尺寸： ??AxDA?????0ma2= 08.745.17?=175.185 08.?.016?AD查表5—26 系數(shù)x=0.75.5T?.8A拉深凹模如圖所示：圖3.2凸模的尺寸：??0max22TZDT????沖孔落料拉深復(fù)合模- 14 - =??05.1274.50.17???= .8305.16??TD拉深凸模如圖所示：3.2.3 沖孔凹.凸模刃口尺寸的計(jì)算沖孔模間隙： mZ135.0ax?mZ105.in???2.4iax??T?86.minA大孔凸凹模尺寸： ????012.0in 745.1????????TxdT?= mm 02.37148??AZTA??min沖孔落料拉深復(fù)合模- 15 - = mm 018.475?小孔凸凹模尺寸： mdT012.3??mm8.?A3.2.4、凸凹模選材，熱處理及加工工藝過(guò)程該零件是完成制件外形和拉深的工作零件，內(nèi)表面的加工用實(shí)配法。保證雙面間隙為0.01mm 之間。該零件的形狀簡(jiǎn)單，外成形表面精加工可以采用電火花線切割，成形磨削，連續(xù)磨削的方法.根據(jù)一般的工廠的加工設(shè)備條件，可以采用以下兩個(gè)方案：① 備料——鍛造——退火——銑各面——磨側(cè)面及上下表面——鉗工劃線 ——熱處理——研磨內(nèi)孔——成形磨削外形。② 備料——鍛造——退火——銑各面——磨側(cè)面及上下表面——鉗工作穿絲孔——電火花線切內(nèi)外形。③ 從以上兩方案來(lái)看，方案一要經(jīng)濟(jì)一些，但熱處理變形要比方案要大一點(diǎn)。方案二顯然變形小一點(diǎn)，但在電火花時(shí)價(jià)格昂貴，為采用節(jié)省模具的制造成本。固方案一要好多了。3.2.5、條料寬度的設(shè)計(jì)B=[D+2△ +C1]0△=[80+1.2+0.2]0-△=81.40-0.12D------工件橫向尺寸△------ 條料寬度的公差c1-----條料與導(dǎo)料的單面間隙3.2.6、導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸為B1+C1=D+2(△+C1)=80+2(0.6+0.2)沖孔落料拉深復(fù)合模- 16 - =80.8mm材料的利用率η=A/B*100%=360*80/81.4*363=97.5%由于送料時(shí)條料沿兩個(gè)導(dǎo)料銷進(jìn)行導(dǎo)料由擋料銷定距3.2.7、推桿的選材，熱處理工藝方案根據(jù)《冷沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [2]一般用途的推桿的 材料選擇45鋼。他是一種優(yōu)質(zhì)碳素鋼。含磷比較少，非金屬雜質(zhì)比較少。鋼的品質(zhì)較高。它須調(diào)質(zhì)處理后使用，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的的刃性和塑性，焊接性能也好。固采用此鋼比較好。3.2.8、工藝方案如下:備料——鍛造———銑——平磨工藝過(guò)程如表3.2 表3.2敘號(hào) 工序名稱 工序的主要內(nèi)容1 下料 鋸下料(Φ56*30mm)2 鍛造 鍛造(Φ22*36mm)3 銑 銑各側(cè)面面及上下表面4 平磨 平磨上下表面沖孔落料拉深復(fù)合模- 17 - 3.2.9、模柄的確定如圖3.5如圖3.5通過(guò)查找手冊(cè)確定選用凸緣式模柄，查表2-37《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》模柄的尺寸如下d=85mm極限扁差0.5,-0.5 L=140mm 3.2.10、沖壓設(shè)備的選用壓力機(jī)對(duì)模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動(dòng)精度。當(dāng)壓力機(jī)的動(dòng)精度不好時(shí)，就等于和精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測(cè)量動(dòng)精度很困難，目前還沒有壓力機(jī)動(dòng)精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓力機(jī)的動(dòng)精度沖孔落料拉深復(fù)合模- 18 - 一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對(duì)壓力機(jī)生產(chǎn)廠家的信任程度來(lái)推斷。根據(jù)以上原因和總的沖裁力必須小于或等于壓力機(jī)的公稱壓力，故選壓力機(jī)型號(hào)為J23-40其技術(shù) 規(guī)格如下:1.公稱壓力400KN2.標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)65次/分3.滑塊行程140mm4.滑塊中心到機(jī)身的距離為100mm5.工作臺(tái)尺寸：460mm×700mm6.最大閉合高度265mm7.模柄孔尺寸φ85×140mm8.工作臺(tái)板厚65 mm 3.2.11、模具的閉合高度的計(jì)算沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離 H。 沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓機(jī)的裝模高度 是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓機(jī)的最大裝模高度 Hmax；連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為為最小裝模高度 Hmin。沖模的閉合高度 H應(yīng)介于壓機(jī)的最大裝模高度 Hmax之間，其關(guān)系為：Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm 645>H>560如果沖模的閉合高度大于壓機(jī)最大裝模高度時(shí)，沖不能在該壓力機(jī)上使用。反之小于壓力機(jī)最小裝模高度時(shí)，可加經(jīng)過(guò)磨平的墊板。沖模的其它外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機(jī)相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機(jī)墊板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和正常使用。沖孔落料拉深復(fù)合模- 19 - 3.2.12、沖模模架的選用隨著冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和新型模具材料的出現(xiàn)，模具結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一定的變化，雖然模具的結(jié)構(gòu)類型很多，但對(duì)其基本要求是一致的。即不僅能沖出合格的零件，適應(yīng)生產(chǎn)批量的需要，而且要求操作方便，生產(chǎn)安全、壽命長(zhǎng)、成本低，以及制造和維修方便。隨著冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，在設(shè)計(jì)模具時(shí)對(duì)沖模模架的選擇一般都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選的。 一般根據(jù)凹模，定位和卸料裝制的平面布置，來(lái)選擇模座位的形狀和尺寸。模座外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大40~70 。查《模具中國(guó)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》為了便宜安裝采用對(duì)角式導(dǎo)柱模架。其上模座尺寸為500×315×55凹模周界L=500mm,B=315mm, 厚度=55mm的對(duì)角上模座。材料：HT200 技術(shù)條件：按JB/T2855.1的規(guī)定其他尺寸在表22.4-12沖孔落料拉深復(fù)合模- 20 - 其下模座尺寸為500×315×60沖孔落料拉深復(fù)合模- 21 - 凹模周界L=500mm,B=315mm,厚度=60mm的對(duì)角模座。材料：HT200 技術(shù)條件：按JB/T2855.2的規(guī)定其他尺寸可查表22.4-13沖孔落料拉深復(fù)合模- 22 - 3.2.13 導(dǎo)向零件的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)及其成本的考慮，本設(shè)計(jì)采用在中，小型模具中應(yīng)用最廣的滑動(dòng)導(dǎo)向副結(jié)構(gòu)。其布置形式采用對(duì)角導(dǎo)柱形式。滑動(dòng)導(dǎo)向副主要有導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。導(dǎo)套和上模座采用H7/r6過(guò)盈配合，導(dǎo)套孔與導(dǎo)套柱間采用H6/h5.H7/h6的間隙配合。為使導(dǎo)套內(nèi)便于儲(chǔ)油并經(jīng)常保持摩擦副潤(rùn)滑，導(dǎo)內(nèi)孔開有油槽。導(dǎo)套,導(dǎo)柱均有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)標(biāo)中對(duì)導(dǎo)套，導(dǎo)柱的尺寸，材料，表面質(zhì)量等都有相應(yīng)的規(guī)定。本設(shè)計(jì)采A型導(dǎo)柱和A導(dǎo)套。直徑d=50 mm,公差帶h6,長(zhǎng)度L=650mm.的A型導(dǎo)柱：016.?沖孔落料拉深復(fù)合模- 23 - 導(dǎo)套采用A型導(dǎo)套。D(r6)=62mm b=1mm a=2mm技術(shù)條件：按JB/T8070-1995規(guī)定沖孔落料拉深復(fù)合模- 24 - 3.2.14、定位零件的設(shè)計(jì)本副模具用擋料螺栓來(lái)定位的。它的主要目的是用來(lái)控制送料步距。查表8——33 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》螺紋規(guī)格 d=M12公稱長(zhǎng)度l=80mm 標(biāo)記為GB 5782 --- 86-m12*80其他尺寸如下d=d+1-2c/50 mm c=1.2mmd1=8.6mm3.2.15、推桿與推板的設(shè)計(jì)為了便于裝在上模內(nèi)，本副模具采用剛性推件裝置。同時(shí)采用圓柱形推板，推板的直徑大約設(shè)計(jì)為20mm，推板的長(zhǎng)度大約為70mm推板的形式很多，為保證凸模的支承剛度和強(qiáng)度，該模具推板的形狀設(shè)計(jì)為梅花形狀的，且各部分的尺寸如推板的零件圖沖孔落料拉深復(fù)合模- 25 - 3.2.16、壓邊圈的設(shè)計(jì)壓邊裝置的類型為剛性壓邊裝置，并采用壓料限位裝制限位距為s=（0.8~0.9）mm取1.2mm根據(jù)《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ，其材料選用，它是一種滾動(dòng)軸承鋼。 ，能夠保證零件具有較高的強(qiáng)度GCr15。3.2.17、固定方式的確定模柄采用圓式，鑲嵌在上模座上而上模座則與墊板，凹模固定板用螺栓與銷釘緊固。打桿由螺母5瑣緊。3.2.18、凸模的固定本模具采用凸臺(tái)式凸模，凸臺(tái)鑲嵌在凸模固定板上，而凸模固定板用螺栓與銷釘緊固在下模座上3.2.19、凹模的固定凹模與固定板以及下模座用銷釘緊固3.2.20、凸凹模的緊固因?yàn)橥拱寄啥硕荚O(shè)計(jì)成臺(tái)階式鑲嵌在凹模1與拉深凹模內(nèi)。3.2.21、確定裝配基準(zhǔn)1. 落料，拉深應(yīng)以沖材凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。首先確定凸凹模在模架中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模座的位置，然后用平行板將凸凹模和下模座夾緊。沖裁模具材料的選?。嚎刹椤独錄_壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表8-8和8-9：凸模的材料為T10A，凹模的材料為T10A，熱處理硬度為58-62HRC，墊板、凸模固定板、凹模固定板的材料的45號(hào)鋼，熱處理硬度為HRC43-48 。沖裁模的常用配合：2 、H7/h6的間隙定位配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合。沖孔落料拉深復(fù)合模- 26 - 3 、H7/r6 的過(guò)度配合，用于較高的定位，凸模與固定板的配合，導(dǎo)套與模座，導(dǎo)套與固定板，模柄與模座的配合。4 、H7/m6的過(guò)度配合，能以最好的定位精度滿足零件的剛性和定位要求，凸模的固定導(dǎo)套與模座的固定、導(dǎo)柱與固定板的固定。沖孔落料拉深復(fù)合模- 27 - 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我的導(dǎo)師,吳彥紅. 他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。參 考 文 獻(xiàn)[1] 《冷沖模設(shè)計(jì)》———丁松聚主編-——北京機(jī)械工業(yè)出版社[2] 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》——— 丁松聚主編———機(jī)械工業(yè)出版社沖孔落料拉深復(fù)合模- 28 - [3] 《典型零件模具圖冊(cè)》——— 陳曉華———機(jī)械工業(yè)出版社[4] 《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》------長(zhǎng)沙——湖南大學(xué)出版社——1998.10[5] 《金屬材料及熱處理》———丁仁亮主編————北京機(jī)械工業(yè)出版社[6] 《機(jī)械制圖》教科書 李澄等主編 高等教育出版社[7]　 《模具制造工藝》教科書 華北航天工業(yè)學(xué)院孫鳳勤主編　機(jī)械工業(yè)出版社 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì),落料沖孔拉深復(fù)合模設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：吳彥紅 工學(xué)院 機(jī)制051班 黃學(xué)亮,設(shè)計(jì)任務(wù),設(shè)計(jì)一副生產(chǎn)觀察窗的復(fù)合模具 材料選用08F 工件件尺寸如下圖：,設(shè)計(jì)思路,一、對(duì)沖件進(jìn)行工藝性分析 二、確定工藝方案 三、對(duì)模具結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì) 四、繪制模具總裝配圖,,,,,總裝配圖,,,工藝分析,零件尺寸公差無(wú)要求，故按IT14 級(jí)選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于該件外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工。材料為08F，厚度為1mm,,工藝方案,該零件屬于中小批量生產(chǎn)，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀簡(jiǎn)單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造條件與沖壓設(shè)備，采用拉深復(fù)合模，模具制造周期短，價(jià)格低廉，工人操作安全，方便可靠。,,模具結(jié)構(gòu)及尺寸計(jì)算,排樣及板料的選用 沖壓力的計(jì)算 主要工作零件的設(shè)計(jì) 其他零件的設(shè)計(jì),,,,,排樣及板料的選用,條料：落料 板料規(guī)格：1mm×460mm×930mm 材料的利用率為： η＝71.2%,,,,沖壓力的計(jì)算,,在考慮各因素后，取安全系數(shù)0.7左右,壓力機(jī)：J23-40,1.公稱壓力400KN 2.標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)65次/分 3.滑塊行程140mm 4.滑塊中心到機(jī)身的距離為100mm 5.工作臺(tái)尺寸：460mm×700mm 6.最大閉合高度265mm 7.模柄孔尺寸φ90×140 8.工作臺(tái)板厚65 mm,,工作零件的設(shè)計(jì),凸模的設(shè)計(jì) 凹模的設(shè)計(jì) 模架的選用,凸模的設(shè)計(jì),凸模刃口尺寸計(jì)算 刃口尺寸Dp=148mm 長(zhǎng)度H=110mm 材料：Cr12,凹凸模組合的設(shè)計(jì),計(jì)算出高度 Ｈ0=250mm 材料：Cr12 右圖為：凸凹模組合,凹凸模組合,,一般根據(jù)凹模，定位和卸料裝制的平面布置，來(lái)選擇模座位的形狀和尺寸。模座外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大40~70。為了便宜安裝采用對(duì)角式導(dǎo)柱模架。,為了更好的展示模具的總體結(jié)構(gòu)，我們對(duì)模具采取爆炸視圖,,其他零件的設(shè)計(jì)及選用,凸模固定板：500mm×310mm ×50mm 墊板：500mm×300mm ×20mm 模架：GB/T2855.1-1990 模柄：JB/T7646.1-1994 導(dǎo)柱/導(dǎo)套：GB/T2861.1/GB/T2861.6 卸料螺釘：GB/T 3098.3-2000,,結(jié)束語(yǔ),畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺，和同學(xué)們的互相探討，互相幫助使我感受到集體的力量，團(tuán)隊(duì)合作的精神。 在此，感謝指導(dǎo)吳彥紅老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)！使我學(xué)習(xí)到許多新的知識(shí)。,謝謝！,衷心祝愿各位老師 工作順利、 生活愉快！,,學(xué)校代碼：10410序 號(hào)：20055015本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 沖孔落料拉深復(fù)合模 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 黃學(xué)亮 學(xué) 號(hào)： 20055015 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 機(jī) 制 051 指導(dǎo)教師： 吳彥紅 - 1 -- 1 - 二 OO 九 年 五 月沖孔落料拉深復(fù)合模目 錄前言 ·1．設(shè)計(jì)課題·········································11．1 設(shè)計(jì)任務(wù)書···································22． 工藝方案分析及確定····························32．1 件的工藝分析··································32．2 工藝方案的確定·······························42.3 沖壓件坯料尺寸的確定························42. 4 拉深次數(shù)的確定·····························42.5 排樣的確定·····································53.工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算··································73．1 沖裁的方式與沖壓力的計(jì)算···················73.1.1、沖裁方式與沖壓力的計(jì)算························73.1.2.力的計(jì)算·······································73.1.3、卸料力、推料力和頂件力的計(jì)算··················83.1.4、 壓力中心的計(jì)沖孔落料拉深復(fù)合模- 1 - 算·······························93．2 計(jì)算各主要零件的尺寸·······················93.2.1、計(jì)算落料凸、凹模的工作部分的尺寸·············103.2.2、計(jì)算拉深凸、凹模的刃口尺寸的確定·············113.2.4、凸凹模選材，熱處理及加工工藝過(guò)程·············113.2.5、條料寬度的設(shè)計(jì)·······························123.2.6、導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸為···························143.2.7、推桿的選材，熱處理工藝方案···················153.2.8、工藝方案如下·································153.2.9、模柄的確定···································153.2.10、沖壓設(shè)備的選用······························163.2.11、模具的閉合高度的計(jì)算························163.2.12、沖模模架的選用······························163.2.13 導(dǎo)向零件的選擇·····························173.2.14、定位零件的設(shè)計(jì)······························183.2.15、推桿與推板的設(shè)計(jì)····························183.2.16、壓邊圈的設(shè)計(jì)·······························243.2.17、固定方式的確定·····························243.2.18、凸模的固定·································243.2.19、凹模的固定································243.2.20、凸凹模的緊固·······························243.2.21、確定裝配基準(zhǔn)·······························24結(jié)束語(yǔ) ···········································23參考文獻(xiàn) ·········································24致沖孔落料拉深復(fù)合模- 2 - 謝···············································25前 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是機(jī)械專業(yè)一個(gè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過(guò)對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對(duì)模具從設(shè)計(jì)到制造的過(guò)程有個(gè)基本上的了解，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊(cè)的能力，能夠熟練的運(yùn)用CAD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。二是掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟,了解模具的加工工藝過(guò)程。本書是落料沖孔拉深模設(shè)計(jì)說(shuō)明書，結(jié)合模具的設(shè)計(jì)和制作，廣泛聽取各位人士的意見，經(jīng)過(guò)多次修改和驗(yàn)證編制而成。為了達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，本人通過(guò)查閱多方面的資料文獻(xiàn)，力求內(nèi)容簡(jiǎn)單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。其中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說(shuō)明。本書在編寫過(guò)程中得到了老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的大力幫助,在此表示衷心的感謝。由于本人是應(yīng)屆畢業(yè)生,理論水平有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，書中難免有不當(dāng)和錯(cuò)誤的地方，敬請(qǐng)各位老師與廣大讀者批評(píng)指正。1.2．設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)工件如圖1.1所示：沖孔落料拉深復(fù)合模- 3 - 圖1.1技術(shù)要求：1. 本產(chǎn)品為落料拉深件，2. 材料為08F，3. 厚度為1mm4. 工件對(duì)公差要求不高，5高度為5mm 6. 公差按IT14級(jí)制造。7. 工件外觀必須平順，8. 毛邊物等均需去除。模具的總體結(jié)構(gòu)草圖如圖1.2：沖孔落料拉深復(fù)合模- 4 - `圖1.22.工藝方案分析及確定2.1 零件的工藝分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)，就說(shuō)明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對(duì)的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對(duì)沖裁件工藝的實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析。零件尺寸公差無(wú)要求，故按IT14 級(jí)選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于該件外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工。材料為08F，厚度為1mm 沖孔落料拉深復(fù)合模- 5 - 2.2 工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。此副模具為生產(chǎn)該產(chǎn)品的第一道工序即落料拉深所用。產(chǎn)品最終成形還需要拉深模，正是由于考慮到零件拉深工藝的復(fù)雜性，若采取落料拉伸連續(xù)模，雖然、減少了產(chǎn)品的沖壓成形時(shí)間，但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求高，制造周期長(zhǎng)，制模成本高，加工也不方便。故不宜采用。該零件屬于中小批量生產(chǎn)，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀簡(jiǎn)單。根據(jù)現(xiàn)有沖模制造條件與沖壓設(shè)備，采用拉深復(fù)合模，模具制造周期短，價(jià)格低廉，工人操作安全，方便可靠。2.3 沖壓件坯料尺寸的確定坯料厚度t=1mm,材料為08F，根據(jù)零件尺寸，其相對(duì)高度為：03.175??dH根據(jù)零件的相對(duì)高度查表無(wú)需取修邊余量。坯料的直徑為：D= ??22 56.07.14rhd???依圖d=175mm. r=3mm. H=4.5mm代入公式得： D=193.8mm 2.4 拉深次數(shù)的確定坯料的相對(duì)厚度：m= %52.018.93???Dt零件的拉深系數(shù)：m= ..75??查表5-8，零件能一次拉深成形。沖壓件總坯料 mmD8.2.1935???總2.5 排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。沖孔落料拉深復(fù)合模- 6 - （１） 、沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或`板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用） ，與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無(wú)工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。（2） 、材料利用率衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為η=%10*hBAn（3.1 ）式中　　　　A——沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)） （mm 2） ；n——一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖件數(shù)目；B——條料寬度（mm） ；h——進(jìn)距（mm）.一張板料上總的材料利用率η ∑ 為：η∑ = %10*LAN式中　　　　N——一張板料上的沖件總數(shù)目； L——板料長(zhǎng)度（mm） ；A——板料寬度（mm） ；（3） 、搭邊排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：①件的尺寸和形狀。②材料的硬度和厚度。③排樣的形式（直排、斜排、對(duì)排等） 。④條料的送料方法（是否有側(cè)壓板） 。⑤擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式） 。搭邊值一般是由經(jīng)驗(yàn)再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算確定的。查表3—14得搭邊值： a=1.2mm, a 1=1.0mm 　　　（〈〈冷沖模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)〉 〉 ）計(jì)算得：步距S=D+ 228.8+1=229.8mm?1a條料寬度：B=D+2a=228.8+2 1.2=231.2mm?板料擬訂選用： 30?當(dāng)采用橫排時(shí)：裁板條數(shù)： mn98.012.3/1余?每條個(gè)數(shù)： ??35402余?沖孔落料拉深復(fù)合模- 7 - 每板總個(gè)數(shù)： 個(gè)4821??n板的利用率： %.6530.4.8??當(dāng)采用縱排時(shí)：裁板條數(shù)： mn3.042.1/1余?每條個(gè)數(shù)： ??589302 余?每板總個(gè)數(shù)： 個(gè)521?板的利用率： %.7304..5???通過(guò)以上分析和計(jì)算得出采用橫排的利用率高。故采用橫排沖裁。以圖2.1的排樣形式為最佳方案。`圖2.13. 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算沖孔落料拉深復(fù)合模- 8 - 3.1 沖裁方式與沖壓力的計(jì)算3.1.1、沖裁方式與沖壓力的計(jì)算：當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁，必須適時(shí)的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。根據(jù)不產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工藝性能，本副模具頂板式順出件結(jié)構(gòu)。由于本模具采用順出件式模具沖裁，省去校平工序，既可滿足工件對(duì)平面度的要求，有能保證安全生產(chǎn)。3.1.2.力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計(jì)算：F=AΓ (3.1)式中，A為剪切斷面面積，Γ為板料的抗剪強(qiáng)度?？紤]到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強(qiáng)度τ為抗拉強(qiáng)度σ b的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計(jì)算：F=LTσb （3.2）式中 L -——沖裁輪廓的總長(zhǎng)度 (mm);t_______板料厚度(mm);σb ______板料的抗拉強(qiáng)度(MPa) 。經(jīng)查的取σb=325 （沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)）F=718.4×1.×325=215520N 3.1.3、卸料力、推料力和頂件力的計(jì)算由于影響卸料力、推加力和頂件力的因素很多，根本無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：沖孔落料拉深復(fù)合模- 9 - FQ1=K1F (N) （3.3）FQ2=K2nF (N) （3.4）FQ3=K3F (N) （3.5）式中 FQ1、 FQ2、FQ3——分別為卸料力、推加力和頂件力；K1 、K2 、K3——分別為卸料力系數(shù)、推加力系數(shù)和頂件力系數(shù)，其值見表1-1n——同時(shí)卡在凹?？變?nèi)的工件或廢料數(shù)，n=h/t h為凹模直刃高度，t 為板厚；F——沖裁力（ N） ，按式（3.1）計(jì)算。表3.1如表3.1材料種類 板料厚度/mm K1 K2 K3鋼~0.1>0.1~0.5>0.5~2.5>2.5~6.5>6.50.06~0.0750.045~0.0550.04~0.05~0.03~0.040.02~0.030.10.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03黃銅、紫銅0.02~0.06 0.03~0.09鋁、鋁合金0.025~0.08 0.03~0.07查得K1=0.04 K2=0.05 K3=0.06卸料力FQ1=K1F=215520×0.04=8620.8N推件力FQ2=K2nF=215520×0.050×2=9900×2=21552NFQ3=K3F=0.06×215520=12931.2N沖孔落料拉深復(fù)合模- 10 - 3.1.4、 壓力中心的計(jì)算因?yàn)榇藞D形為對(duì)稱圖形,固它的壓力中心即重心就是此圖形的 對(duì)稱中心,即X=105mm,Y=0.53.1.5、 各工序壓力的計(jì)算拉深力：F=3.14d1tkσb=3.14×175×1×195×0.79= N4107.8?d:工序件直徑 t:板料厚度。查表得工件材料08的抗拉強(qiáng)度拉 深 材 料 的 抗 拉 強(qiáng) 度:b?修 正 系 數(shù)?1K MPb195??壓料力：????PrdDFAY224????=0.84 N410?: 凹模圓角半徑??mtdrA5.38.0???Ar小孔沖孔力： bKLTF?6沖= N6103.07.14. ??= N05小孔沖孔模卸料力： FKX?卸= 410.5?= N20小孔沖孔模推件力： nKF?推= 41.5?沖孔落料拉深復(fù)合模- 11 - = N4105.?大孔沖孔力： bKLTF??沖= N6103.048.3. ?= N18?小孔沖孔模卸料力： FKX?卸= 4108.= N72?小孔沖孔模推件力： nKF?推= 4108.5= N?3.1.6、壓力機(jī)的選用終上計(jì)算所知，因?yàn)檫x用的是彈性卸料結(jié)構(gòu)，所以總壓力為各壓力的總和。其中包括卸料力。故F =總 KFPYD301??在考慮各因素后，取安全系數(shù)0.7左右。3.2.計(jì)算各主要零件的尺寸3.2.1、計(jì)算落料凸、凹模的工作部分的尺寸 凸、凹模間隙值的確定：凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大的影響,所以應(yīng)選擇合理的間隙。沖裁間隙主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)字來(lái)采用，此工件的公差要求不高，可采用較大公差。查表2-9得 Zmin=0.105mmZmax=0.135mm非圓形比圓形間隙大，對(duì)于沖件精度低于IT14級(jí)，斷面無(wú)特殊要求的沖件，所以沖孔落料拉深復(fù)合模- 12 - 取 Z=0.120mm（１）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料前的尺寸處決于模，用減小凸模尺寸來(lái)保證合理間隙。（２）刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響，凸凹模應(yīng)取接盡沖裁件的最大極限尺寸。① 落料時(shí) 由《冷沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[2]查得 〈〈互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)〉 〉[4]查得 落料凸模與凹模的基本尺寸相同，基本尺寸為228.8mm 保證雙面間隙為0.12 考慮本成品零件的結(jié)構(gòu)形狀,本凹模采用圓形局凹模,其材料和凸模一樣為T10A,熱處理的硬度為58-- 2HRC內(nèi)形尺寸即半成品的外形.外徑D=240mm. 內(nèi)徑d=228.8mm. 長(zhǎng)度L=60. 刃口長(zhǎng)度l=6mm凹模的計(jì)算公式：d=?????40maxD??03.412.0858.2????X=0.5 -沖裁件制造公差落料凹模如圖3.1：圖3.1沖孔落料拉深復(fù)合模- 13 - 3.2.2、計(jì)算拉深凸、凹模的刃口尺寸的確定按拉深未注公差尺寸的極限偏差考慮，并標(biāo)注外形尺寸，故拉深 的尺寸為 m074.15?拉深時(shí)的單邊隙的確定Z=（1~1.1）t=1~1.1mm 取Z=1mm拉深時(shí)的工作部分尺寸的確定凹模的尺寸： ??AxDA?????0ma2= 08.745.17?=175.185 08.?.016?AD查表5—26 系數(shù)x=0.75.5T?.8A拉深凹模如圖所示：圖3.2凸模的尺寸：??0max22TZDT????沖孔落料拉深復(fù)合模- 14 - =??05.1274.50.17???= .8305.16??TD拉深凸模如圖所示：3.2.3 沖孔凹.凸模刃口尺寸的計(jì)算沖孔模間隙： mZ135.0ax?mZ105.in???2.4iax??T?86.minA大孔凸凹模尺寸： ????012.0in 745.1????????TxdT?= mm 02.37148??AZTA??min沖孔落料拉深復(fù)合模- 15 - = mm 018.475?小孔凸凹模尺寸： mdT012.3??mm8.?A3.2.4、凸凹模選材，熱處理及加工工藝過(guò)程該零件是完成制件外形和拉深的工作零件，內(nèi)表面的加工用實(shí)配法。保證雙面間隙為0.01mm 之間。該零件的形狀簡(jiǎn)單，外成形表面精加工可以采用電火花線切割，成形磨削，連續(xù)磨削的方法.根據(jù)一般的工廠的加工設(shè)備條件，可以采用以下兩個(gè)方案：① 備料——鍛造——退火——銑各面——磨側(cè)面及上下表面——鉗工劃線 ——熱處理——研磨內(nèi)孔——成形磨削外形。② 備料——鍛造——退火——銑各面——磨側(cè)面及上下表面——鉗工作穿絲孔——電火花線切內(nèi)外形。③ 從以上兩方案來(lái)看，方案一要經(jīng)濟(jì)一些，但熱處理變形要比方案要大一點(diǎn)。方案二顯然變形小一點(diǎn)，但在電火花時(shí)價(jià)格昂貴，為采用節(jié)省模具的制造成本。固方案一要好多了。3.2.5、條料寬度的設(shè)計(jì)B=[D+2△ +C1]0△=[80+1.2+0.2]0-△=81.40-0.12D------工件橫向尺寸△------ 條料寬度的公差c1-----條料與導(dǎo)料的單面間隙3.2.6、導(dǎo)料板的導(dǎo)料尺寸為B1+C1=D+2(△+C1)=80+2(0.6+0.2)沖孔落料拉深復(fù)合模- 16 - =80.8mm材料的利用率η=A/B*100%=360*80/81.4*363=97.5%由于送料時(shí)條料沿兩個(gè)導(dǎo)料銷進(jìn)行導(dǎo)料由擋料銷定距3.2.7、推桿的選材，熱處理工藝方案根據(jù)《冷沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [2]一般用途的推桿的 材料選擇45鋼。他是一種優(yōu)質(zhì)碳素鋼。含磷比較少，非金屬雜質(zhì)比較少。鋼的品質(zhì)較高。它須調(diào)質(zhì)處理后使用，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的的刃性和塑性，焊接性能也好。固采用此鋼比較好。3.2.8、工藝方案如下:備料——鍛造———銑——平磨工藝過(guò)程如表3.2 表3.2敘號(hào) 工序名稱 工序的主要內(nèi)容1 下料 鋸下料(Φ56*30mm)2 鍛造 鍛造(Φ22*36mm)3 銑 銑各側(cè)面面及上下表面4 平磨 平磨上下表面沖孔落料拉深復(fù)合模- 17 - 3.2.9、模柄的確定如圖3.5如圖3.5通過(guò)查找手冊(cè)確定選用凸緣式模柄，查表2-37《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》模柄的尺寸如下d=85mm極限扁差0.5,-0.5 L=140mm 3.2.10、沖壓設(shè)備的選用壓力機(jī)對(duì)模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動(dòng)精度。當(dāng)壓力機(jī)的動(dòng)精度不好時(shí)，就等于和精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測(cè)量動(dòng)精度很困難，目前還沒有壓力機(jī)動(dòng)精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓力機(jī)的動(dòng)精度沖孔落料拉深復(fù)合模- 18 - 一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對(duì)壓力機(jī)生產(chǎn)廠家的信任程度來(lái)推斷。根據(jù)以上原因和總的沖裁力必須小于或等于壓力機(jī)的公稱壓力，故選壓力機(jī)型號(hào)為J23-40其技術(shù) 規(guī)格如下:1.公稱壓力400KN2.標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)65次/分3.滑塊行程140mm4.滑塊中心到機(jī)身的距離為100mm5.工作臺(tái)尺寸：460mm×700mm6.最大閉合高度265mm7.模柄孔尺寸φ85×140mm8.工作臺(tái)板厚65 mm 3.2.11、模具的閉合高度的計(jì)算沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離 H。 沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓機(jī)的裝模高度 是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓機(jī)的最大裝模高度 Hmax；連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為為最小裝模高度 Hmin。沖模的閉合高度 H應(yīng)介于壓機(jī)的最大裝模高度 Hmax之間，其關(guān)系為：Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm 645>H>560如果沖模的閉合高度大于壓機(jī)最大裝模高度時(shí)，沖不能在該壓力機(jī)上使用。反之小于壓力機(jī)最小裝模高度時(shí)，可加經(jīng)過(guò)磨平的墊板。沖模的其它外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機(jī)相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機(jī)墊板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和正常使用。沖孔落料拉深復(fù)合模- 19 - 3.2.12、沖模模架的選用隨著冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和新型模具材料的出現(xiàn)，模具結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一定的變化，雖然模具的結(jié)構(gòu)類型很多，但對(duì)其基本要求是一致的。即不僅能沖出合格的零件，適應(yīng)生產(chǎn)批量的需要，而且要求操作方便，生產(chǎn)安全、壽命長(zhǎng)、成本低，以及制造和維修方便。隨著冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，在設(shè)計(jì)模具時(shí)對(duì)沖模模架的選擇一般都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選的。 一般根據(jù)凹模，定位和卸料裝制的平面布置，來(lái)選擇模座位的形狀和尺寸。模座外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大40~70 。查《模具中國(guó)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》為了便宜安裝采用對(duì)角式導(dǎo)柱模架。其上模座尺寸為500×315×55凹模周界L=500mm,B=315mm, 厚度=55mm的對(duì)角上模座。材料：HT200 技術(shù)條件：按JB/T2855.1的規(guī)定其他尺寸在表22.4-12沖孔落料拉深復(fù)合模- 20 - 其下模座尺寸為500×315×60沖孔落料拉深復(fù)合模- 21 - 凹模周界L=500mm,B=315mm,厚度=60mm的對(duì)角模座。材料：HT200 技術(shù)條件：按JB/T2855.2的規(guī)定其他尺寸可查表22.4-13沖孔落料拉深復(fù)合模- 22 - 3.2.13 導(dǎo)向零件的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)及其成本的考慮，本設(shè)計(jì)采用在中，小型模具中應(yīng)用最廣的滑動(dòng)導(dǎo)向副結(jié)構(gòu)。其布置形式采用對(duì)角導(dǎo)柱形式。滑動(dòng)導(dǎo)向副主要有導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成。導(dǎo)套和上模座采用H7/r6過(guò)盈配合，導(dǎo)套孔與導(dǎo)套柱間采用H6/h5.H7/h6的間隙配合。為使導(dǎo)套內(nèi)便于儲(chǔ)油并經(jīng)常保持摩擦副潤(rùn)滑，導(dǎo)內(nèi)孔開有油槽。導(dǎo)套,導(dǎo)柱均有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)標(biāo)中對(duì)導(dǎo)套，導(dǎo)柱的尺寸，材料，表面質(zhì)量等都有相應(yīng)的規(guī)定。本設(shè)計(jì)采A型導(dǎo)柱和A導(dǎo)套。直徑d=50 mm,公差帶h6,長(zhǎng)度L=650mm.的A型導(dǎo)柱：016.?沖孔落料拉深復(fù)合模- 23 - 導(dǎo)套采用A型導(dǎo)套。D(r6)=62mm b=1mm a=2mm技術(shù)條件：按JB/T8070-1995規(guī)定沖孔落料拉深復(fù)合模- 24 - 3.2.14、定位零件的設(shè)計(jì)本副模具用擋料螺栓來(lái)定位的。它的主要目的是用來(lái)控制送料步距。查表8——33 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》螺紋規(guī)格 d=M12公稱長(zhǎng)度l=80mm 標(biāo)記為GB 5782 --- 86-m12*80其他尺寸如下d=d+1-2c/50 mm c=1.2mmd1=8.6mm3.2.15、推桿與推板的設(shè)計(jì)為了便于裝在上模內(nèi)，本副模具采用剛性推件裝置。同時(shí)采用圓柱形推板，推板的直徑大約設(shè)計(jì)為20mm，推板的長(zhǎng)度大約為70mm推板的形式很多，為保證凸模的支承剛度和強(qiáng)度，該模具推板的形狀設(shè)計(jì)為梅花形狀的，且各部分的尺寸如推板的零件圖沖孔落料拉深復(fù)合模- 25 - 3.2.16、壓邊圈的設(shè)計(jì)壓邊裝置的類型為剛性壓邊裝置，并采用壓料限位裝制限位距為s=（0.8~0.9）mm取1.2mm根據(jù)《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ，其材料選用，它是一種滾動(dòng)軸承鋼。 ，能夠保證零件具有較高的強(qiáng)度GCr15。3.2.17、固定方式的確定模柄采用圓式，鑲嵌在上模座上而上模座則與墊板，凹模固定板用螺栓與銷釘緊固。打桿由螺母5瑣緊。3.2.18、凸模的固定本模具采用凸臺(tái)式凸模，凸臺(tái)鑲嵌在凸模固定板上，而凸模固定板用螺栓與銷釘緊固在下模座上3.2.19、凹模的固定凹模與固定板以及下模座用銷釘緊固3.2.20、凸凹模的緊固因?yàn)橥拱寄啥硕荚O(shè)計(jì)成臺(tái)階式鑲嵌在凹模1與拉深凹模內(nèi)。3.2.21、確定裝配基準(zhǔn)1. 落料，拉深應(yīng)以沖材凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。首先確定凸凹模在模架中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模座的位置，然后用平行板將凸凹模和下模座夾緊。沖裁模具材料的選取：可查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表8-8和8-9：凸模的材料為T10A，凹模的材料為T10A，熱處理硬度為58-62HRC，墊板、凸模固定板、凹模固定板的材料的45號(hào)鋼，熱處理硬度為HRC43-48 。沖裁模的常用配合：2 、H7/h6的間隙定位配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合。沖孔落料拉深復(fù)合模- 26 - 3 、H7/r6 的過(guò)度配合，用于較高的定位，凸模與固定板的配合，導(dǎo)套與模座，導(dǎo)套與固定板，模柄與模座的配合。4 、H7/m6的過(guò)度配合，能以最好的定位精度滿足零件的剛性和定位要求，凸模的固定導(dǎo)套與模座的固定、導(dǎo)柱與固定板的固定。沖孔落料拉深復(fù)合模- 27 - 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我的導(dǎo)師,吳彥紅. 他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。參 考 文 獻(xiàn)[1] 《冷沖模設(shè)計(jì)》———丁松聚主編-——北京機(jī)械工業(yè)出版社[2] 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》——— 丁松聚主編———機(jī)械工業(yè)出版社沖孔落料拉深復(fù)合模- 28 - [3] 《典型零件模具圖冊(cè)》——— 陳曉華———機(jī)械工業(yè)出版社[4] 《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》------長(zhǎng)沙——湖南大學(xué)出版社——1998.10[5] 《金屬材料及熱處理》———丁仁亮主編————北京機(jī)械工業(yè)出版社[6] 《機(jī)械制圖》教科書 李澄等主編 高等教育出版社[7]　 《模具制造工藝》教科書 華北航天工業(yè)學(xué)院孫鳳勤主編　機(jī)械工業(yè)出版社